来自美国和韩国的两个研究团队近日分别独立研发出一种新型人造电子皮肤。这种材料不仅能感知温度变化,还能检测极其微弱的压力,未来有望用于开发具有触觉功能的假肢和可穿戴设备。
假肢技术已取得长足进步,现代假肢装置可与神经系统连接,甚至通过大脑信号直接控制,显著提升残疾人的生活质量。然而,科学家们希望进一步赋予假肢触觉感知能力,使其更接近真实肢体。
美国斯坦福大学化学工程师鲍哲南团队经过近十年研究,开发出一种基于有机电子材料的人工机械感受器系统,称为“数字触觉”。该系统由两层薄塑料片组成:顶层含有碳纳米管传感器,底层为柔性电路。当传感器感受到压力时,柔性电路会发射脉冲信号,将信息传递给神经细胞。
韩国蔚山国家科学技术研究所则利用塑料和石墨烯聚合物制成一种类似皮肤的电子材料,能够检测微弱压力和热量。该电子皮肤灵敏度极高,可感知水滴落下或头发轻轻掠过的压力。
除了假肢,这些材料在可穿戴医疗诊断领域也有广泛应用。鲍哲南团队已将数字触觉系统集成到手套中,使其能精确反映抓握时的压力大小;韩国团队则用其电子皮肤制作了可监测血压的腕带。